[發明專利]一種GPU并行與零IO模式下遙感影像實時處理方法及系統

在審

• 申請號: 201910327088.0
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110083446A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 黎珂;陳伯斌;張建凱
• 申請（專利權）人: 北京吉威時代軟件股份有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06T1/20
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 白明珠

本發明公開了一種GPU并行與零IO模式下遙感影像實時處理方法及系統，包括以下步驟：對輸入數據進行實時建模；將實時建模后數據利用GPU并行以及零IO模式下進行影像處理；將實時建模和影像處理利用實時處理框架進行運行。本發明有益效果：顛覆傳統處理模式，處理鏈中當前處理節點不依賴于上一步處理節點的完整影像處理結果，實現實時處理效果，以上過程不需要中間成果生成而直接跨級生產，從而提高了常規正射影像生產的生產效率，節省生產成本，且該模式使用簡單，極大的提高了軟件的DOM的生產能力。

技術領域

本發明涉及遙感影像高性能處理領域，具體來說，涉及一種GPU并行與零IO模式下遙感影像實時處理方法及系統。

背景技術

隨著遙感技術的不斷發展，遙感影像數據量與日俱增。遙感影像處理過程中，生產流程復雜，步驟繁多，大量的輸入輸出操作，產生大量中間數據，不利于數據管理與存儲利用率的提升，且在整個過程中，需要人工干預與控制，對遙感影像生產技術、硬件存儲設備和生產人員等各方面都存在壓力和考驗；傳統遙感影像生產所耗資源大，計算周期長，且后續處理過程依賴于上一步輸出的成果作為輸入進行當前業務的調參和操作處理，導致整個生產過程耗時較長，自動化程度低，且大量中間成果的輸出占用存儲硬盤空間巨大等問題，如圖5所示，衛星影像鑲嵌數據處理過程中出現以下問題：1、中間數據帶來大量的IO開銷與存儲空間占用；2、沒有好的預覽機制帶來的處理反復；3、復雜的處理工序無法滿足應急場景。

目前為提高影像處理效率，常用圖形處理器(GPU)來加速計算能力，在遙感影像GPU并行化處理技術與實現方法中，將GPU進行非圖形的通用計算需借助DirectX或者OpenGL類似的圖形API與GPU進行溝通，這種編程方式過于復雜，且無法有效發揮GPU的計算性能；GPU并行計算技術分析與應用中，2006年，CUDA的發布使NVIDA的GPU成了GPU高性能運算的代表，然，CUDA只能支持NVIDIA的GPU；基于OpenCL的遙感影像算法設計研究表明，以OpenCL為開發平臺能夠發揮GPU計算性能的優勢。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種GPU并行與零IO模式下遙感影像實時處理方法及系統，能夠在GPU加速和改變原有生產方式兩方面，提高影像處理效率，且盡量少的占用存儲容量，從而達到解決以上問題。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種GPU并行與零IO模式下遙感影像實時處理方法，包括以下步驟：

對輸入數據進行實時建模；

將實時建模后數據利用GPU并行以及零IO模式下進行影像處理；

將實時建模和影像處理利用實時處理框架進行運行。

進一步地，所述實時處理框架具體包括：

將多任務提交并行觸發；

利用CPU并行處理，將輸入影像讀入內存；

利用CPU將單個任務劃分子任務，CPU進行數據調度及任務派發；

利用CPU進行內存至顯存的數據流轉，GPU接收多指令并行化觸發，并同時讀入多任務的子任務影像塊；

利用GPU進行像素級并行化操作，計算子任務的影像塊；

利用CPU進行內存至硬盤的數據流轉。

進一步地，所述實時建模具體包括：

將成果影像范圍重采樣至低分辨率的影像；

針對低分辨率參數利用圖像處理器GPU進行影像計算處理；

將處理后的影像統計實時處理環節所需先驗數據；